探究現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)在日常生活中有諸多應(yīng)用，并且發(fā)揮著不可小覷的作用。本文介紹了現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、疫苗研發(fā)等方面的應(yīng)用，分析了現(xiàn)代生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù) 食品檢驗(yàn) 環(huán)境保護(hù) 疫苗研發(fā)

我們生活在技術(shù)的時(shí)代，科技的飛速發(fā)展對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大影響，人們生活水平顯著提高，與此同時(shí)也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題和安全問(wèn)題，上述問(wèn)題嚴(yán)重影響我們的生產(chǎn)生活，當(dāng)前我們可以借助現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)解決上述問(wèn)題。

一、現(xiàn)代生物技術(shù)概述

現(xiàn)代生物技術(shù)是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的一種實(shí)用技術(shù)。不同于普通的生物學(xué)科，現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合了化學(xué)、化工、計(jì)算機(jī)等學(xué)科內(nèi)容，是一門多學(xué)科相互滲透的綜合性學(xué)科，以現(xiàn)代生物技術(shù)為依托的生物產(chǎn)業(yè)也被稱為21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)滲透到了人們生活的方方面面，大到環(huán)境的治理，小到人們?nèi)粘５娘嬍辰】担及l(fā)揮著巨大的作用。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)方面的應(yīng)用

（一）生物傳感技術(shù)

生物傳感是利用生物敏感物質(zhì)探測(cè)生物信號(hào)或化學(xué)信號(hào)的一種小型儀器，是生物領(lǐng)域和電子領(lǐng)域結(jié)合的產(chǎn)物。生物傳感器可以將生物反應(yīng)的波動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的波動(dòng)，并通過(guò)電腦的識(shí)別處理顯示出來(lái)。生物傳感技術(shù)已經(jīng)在世界各地的食品檢驗(yàn)工程中發(fā)揮作用[1]，比如利用生物免疫傳感器檢測(cè)大腸桿菌、沙門菌等腸道致病菌，利用熒光標(biāo)記抗體生物傳感器測(cè)定肉毒梭菌毒素等生物毒素，利用酶?jìng)鞲衅鳈z測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥等農(nóng)藥殘留[2]，從而保障人們的飲食健康。

（二）酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA），它是將可溶性抗原（抗體）吸附到某種固相表面，并保持抗原（抗體）免疫活性，這樣在與標(biāo)本中抗體（抗原）反應(yīng)后，只需經(jīng)過(guò)固相的洗滌，就可以達(dá)到抗原抗體復(fù)合物與其他物質(zhì)的分離，大大簡(jiǎn)化了操作步驟[3]。這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了快速的推廣，并且廣泛應(yīng)用于動(dòng)物體內(nèi)毒素的測(cè)定、轉(zhuǎn)基因食品方面的測(cè)定以及食品添加劑的檢驗(yàn)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的大規(guī)模使用，也同時(shí)催生出了相應(yīng)的商業(yè)化產(chǎn)品。

三、現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

（一）廢水處理

現(xiàn)如今，工業(yè)化的快速發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的飛躍，也對(duì)人們的生活環(huán)境造成了惡劣的影響，廢水廢物成為了亟需解決的難題。相比于化學(xué)方法，利用生物技術(shù)治理廢水更加綠色環(huán)保。比如：利用微生物進(jìn)行廢水凈化，選取適合不同酸堿度、溫度等因素的微生物，進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)并投放，用于分解廢水中的有機(jī)成分[4]。廢水處理的最理想狀態(tài)是將其中的可循環(huán)利用物質(zhì)進(jìn)行提取，通過(guò)微生物集群進(jìn)行二次加工利用，這不僅節(jié)省了化學(xué)試劑的使用成本，而且讓廢水有了新的價(jià)值。另外，還可以通過(guò)酶來(lái)控制廢水處理的速度，從而使廢水處理的效率大大增加。再如：利用現(xiàn)代生物技術(shù)中的生物傳感技術(shù)可以對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)分析廢水中的微生物種類及其生活狀態(tài)，推測(cè)廢水的具體情況，采取相應(yīng)的治理措施。

（二）土壤污染的治理

農(nóng)藥、化肥等的濫用導(dǎo)致很多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的土壤污染現(xiàn)象，大部分的土壤污染是由廢棄物以及殘留物導(dǎo)致的，這些成分對(duì)動(dòng)植物以及土壤造成了危害，種植土壤的使用價(jià)值大幅度的下降。不恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒〞?huì)加深污染的程度，合理治理顯得尤為重要。使用化學(xué)方法進(jìn)行治理，可能會(huì)導(dǎo)致化學(xué)試劑殘留，從而影響農(nóng)作物，并且隨著食物鏈的不斷延伸，可能會(huì)將有害離子富集至人體，對(duì)人類健康造成不同程度的傷害。而使用現(xiàn)代生物技術(shù)就可以在一定程度上避免此類現(xiàn)象的發(fā)生。利用微生物代謝及其與植物的互作可以在快速降解污染成分的同時(shí)產(chǎn)生對(duì)于作物或者是土壤中原有生物無(wú)害甚至有利的物質(zhì)，達(dá)到無(wú)害化治理的目標(biāo)[4]。

此外，現(xiàn)代生物技術(shù)不僅可以快速解決土壤污染問(wèn)題，還能夠?qū)ν寥赖木唧w情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用生物傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤不同數(shù)據(jù)的變化從而達(dá)到檢測(cè)目的。

四、現(xiàn)代生物技術(shù)在疫苗研發(fā)方面的應(yīng)用

（一）DNA改組技術(shù)

如今中國(guó)疫苗的發(fā)展進(jìn)入到了一個(gè)平穩(wěn)期，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)壓力小，很多疫苗廠家研發(fā)工作進(jìn)展緩慢。疫苗是預(yù)防和阻止病原體對(duì)人體造成傷害的生物制劑，能夠快速為人體提供大量的抗原或抗體。利用DNA改組技術(shù)，可以重新編碼漿細(xì)胞的DNA，使其與癌細(xì)胞的部分DNA相似，從而讓漿細(xì)胞快速?gòu)?fù)制，提高抗體產(chǎn)生的速度，使得疫苗生產(chǎn)更加高效[5]。DNA改組技術(shù)同樣可以應(yīng)用于疫苗的研發(fā)，通過(guò)對(duì)抗原的檢測(cè)，設(shè)計(jì)出能夠抵御該抗原的蛋白質(zhì)及DNA序列，通過(guò)DNA編碼技術(shù)對(duì)漿細(xì)胞進(jìn)行基因改組，從而起到抵御不同抗原的效果。

（二）生物芯片

生物芯片包含DNA芯片、蛋白質(zhì)芯片等。DNA芯片（基因芯片）可以確定轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)和抑制所產(chǎn)生的時(shí)序序列[6]，從而確定某種抗原所不能抵御的因素，再利用其他技術(shù)對(duì)檢測(cè)出的因素進(jìn)行分析利用，最后應(yīng)用到疫苗的研發(fā)之中。

蛋白質(zhì)芯片與DNA芯片的作用原理相同，由于蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的產(chǎn)物，蛋白質(zhì)芯片更容易反映被檢測(cè)生物體的生理特征。但蛋白質(zhì)比DNA更難于在固相支持物表面合成，并且定位于固體表面的蛋白質(zhì)易于改變空間構(gòu)象而失去生物活性，所以蛋白質(zhì)芯片比基因芯片要復(fù)雜得多。蛋白質(zhì)芯片可以檢測(cè)蛋白質(zhì)，所以在疫苗研發(fā)過(guò)程中，使用蛋白質(zhì)芯片有助于作用底物的選取，更好的完成疫苗的檢驗(yàn)。

五、現(xiàn)代生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景

現(xiàn)代生物技術(shù)因其突出的綠色環(huán)保性和高效簡(jiǎn)易性而被大量應(yīng)用于各行各業(yè)。與化學(xué)化工方式相比，現(xiàn)代生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染以及對(duì)處理物的重復(fù)利用，減少了生物系統(tǒng)中能量的流失和浪費(fèi)，使其中絕大部分能量流入有利于人類的方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低污染程度、節(jié)約資源的目的，這也是這項(xiàng)技術(shù)如此受到人們歡迎的重要原因。

現(xiàn)代生物技術(shù)的高效簡(jiǎn)易性也同樣帶動(dòng)了現(xiàn)代生物技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。如前文所說(shuō)的用于食品檢驗(yàn)的酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)，在國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了大規(guī)模的商品化試劑盒，大幅度提高檢驗(yàn)速度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，時(shí)間的長(zhǎng)短往往會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而利用這些技術(shù)，既能保證結(jié)果準(zhǔn)確性，又極大地縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

六、結(jié)語(yǔ)

目前來(lái)看，現(xiàn)代生物技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，除食品檢測(cè)、環(huán)境保護(hù)、疫苗研發(fā)外，新材料研發(fā)、軍事等方面也有所應(yīng)用，并且展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。適用范圍廣闊，應(yīng)用靈活多變，可以預(yù)見，現(xiàn)代生物技術(shù)將向著更廣泛、靈敏、高效的方向快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王尚軍.新時(shí)期背景下生物檢測(cè)技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究[J].食品界，2017，（09）：60-60.

[2]胡朝暉，李樂(lè)，彭新凱，等.生物傳感技術(shù)在食品生物安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2009，（17）：3357-3359.

[3]何紫薇，郭琦.酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）技術(shù)在食品檢驗(yàn)的發(fā)展應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2011，（11）：71-72.

[4]諸定芳.環(huán)境檢測(cè)中現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用分析[J].工程技術(shù)：文摘版，2016，（10）：103.

[5]生物技術(shù)在疫苗領(lǐng)域的應(yīng)用[A].中國(guó)林牧漁業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì).新型疫苗研發(fā)及基因工程疫苗應(yīng)用研討會(huì)論文集[C].中國(guó)林牧漁業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)：2010：3.

[6]范金坪.生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2009，（02）：1115-1117+1136.

（作者簡(jiǎn)介：李欣然，單位：山東省淄博第十一中學(xué)。）